南京大学物化实验系列BZ振荡反应
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bz化学振荡反应实验报告实验目的:1.了解化学振荡反应的基本原理;2.熟悉化学实验室的基本操作;3.观察化学振荡反应过程,探究其变化规律。
实验原理:化学振荡反应是指反应物不断出现和消失的循环过程。
其中,自催化反应是实现化学振荡反应的典型反应。
在自催化反应中,反应产物可以促进反应进行,因此反应可以在产物的作用下不断进行和停止,从而形成化学振荡反应。
实验仪器:量筒、滴定管、烧杯、试管、热水槽、移液管、计时器等。
实验步骤:1.将首先将60ml水倒入一个烧杯中,加入0.6g淀粉,在淀粉溶解的同时加入2ml硫酸稀溶液和2ml钾碘溶液。
2.将50ml的1.0mol/L的NaOH 溶液分别倒入两个不同的烧杯中。
3.在第一烧杯中加入少量硫酸混合溶液,用探棒轻轻搅拌,使其颜色变为深褐色大约30秒,然后加入几滴这种混合溶液,使其颜色变为深蓝色并开始异变。
4.将第二烧杯中的NaOH 溶液用移液管慢慢加到第一烧杯中,观察反应过程。
5.记录反应过程中出现和消失的颜色和时间。
实验结果:1.在加入混合溶液之前,淀粉水是无色透明的;2.加入混合溶液后,淀粉水变为深褐色,在加入几滴混合溶液后,变为深蓝色,并开始异变;3.当加入NaOH 溶液时,深蓝色的溶液会发生颜色变化,有时会变为黄色或橙色;4.出现这种变化的时间间隔不固定,而是在不同的实验中有所不同。
实验结论:通过本次实验,我们了解了化学振荡反应基本原理,以及如何通过实验观察,探究化学振荡反应的变化规律。
实验结果证明,化学振荡反应是反应物出现和消失的循环过程,其中自催化反应常常是实现化学振荡反应的典型反应。
在自催化反应中,反应产物可以促进反应进行,因此反应可以在产物的作用下不断进行和停止,从而形成化学振荡反应。
bz振荡反应实验报告bz振荡反应实验报告引言:振荡反应是化学中一种非常有趣且复杂的现象,它常常表现出周期性的变化。
本实验旨在通过观察和研究bz振荡反应,深入了解其机理和特性。
实验目的:1. 观察bz振荡反应的现象和规律;2. 探究影响bz振荡反应的因素;3. 分析振荡反应的动力学特性。
实验材料和方法:材料:甲醛、硫酸、硫酸铁、碘化钾、硫酸铜、稀硫酸、蒸馏水等;方法:按照实验步骤进行操作。
实验步骤:1. 准备工作:清洗实验器材,准备所需试剂;2. 液体A的制备:将甲醛、硫酸和硫酸铁按一定比例混合,得到液体A;3. 液体B的制备:将碘化钾、硫酸铜和稀硫酸按一定比例混合,得到液体B;4. 实验装置的搭建:将液体A和液体B分别倒入两个烧瓶中,通过U型管将两个烧瓶连接起来;5. 观察实验现象:观察烧瓶中液体颜色的变化,记录变化的时间和规律。
实验结果与分析:在实验过程中,我们观察到了bz振荡反应的明显现象。
起初,液体A和液体B 分别呈现深蓝色和黄色。
当两者混合后,液体的颜色会发生周期性的变化,从深蓝色到无色,再到深蓝色,如此往复。
通过记录实验过程中颜色变化的时间和规律,我们发现了一些有趣的现象。
首先,颜色变化的周期并不固定,有时短暂,有时较长。
其次,液体颜色变化的速度也存在差异,有时快速,有时缓慢。
这些现象表明,bz振荡反应受到多种因素的影响。
为了更好地理解bz振荡反应的机理,我们进一步探究了影响反应速率的因素。
实验中我们改变了液体A和液体B的浓度、温度和pH值等条件。
结果显示,液体A和液体B的浓度越高,反应速率越快;温度升高也会加快反应速率;而pH值的变化则对反应速率影响较小。
此外,我们还对bz振荡反应的动力学特性进行了分析。
通过实验数据的处理和计算,我们得到了反应速率与浓度的关系曲线,发现其呈现非线性的特点。
这表明bz振荡反应可能涉及到多个中间物质的生成和消耗,反应过程较为复杂。
结论:通过本次实验,我们深入了解了bz振荡反应的特性和机理。
物理化学-实验二十六:BZ化学振荡反应实验二十六BZ化学振荡反应一、实验目的及要求1. 了解BZ振荡(Belousov-Zhabotinski) 反应的基本原理及研究化学振荡反应的方法。
2. 掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂时,丙二酸被溴酸钾氧化过程的基本原理。
3. 测定上述系统在不同温度下的诱导时间及振荡周期,计算在实验温度范围内反应的诱导活化能和振荡活化能。
二、实验原理化学振荡是一种周期性的化学现象,即反应系统中某些物理量如组分的浓度随时间作周期性的变化。
早在17世纪,波义耳就观察到磷放置在留有少量缝隙的带塞烧瓶中时,会发生周期性的闪亮现象。
这是由于磷与氧的反应是一支链反应,自由基累积到一定程度就发生自燃,瓶中的氧气被迅速耗尽,反应停止。
随后氧气由瓶塞缝隙扩散进入,一定时间后又发生自燃。
1921年,勃雷(Bray W C)在一次偶然的机会发现H2O2与KIO3在稀硫酸溶液中反应时,释放出O2的速率以及I2 的浓度会随时间呈现周期性的变化。
从此,这类化学现象开始被人们所注意,特别是1959年,由贝洛索夫(Belousov B P)首先观察到并随后被扎波廷斯基(Zhabotinsky A M)深入研究的反应,即丙二酸在溶有硫酸铈的酸性溶液中被溴酸钾氧化的反应:3H++3BrO- 3+5CH2(COOH)2??→+3Ce3BrCH(COOH)2+4CO2+5H2O+2HCOOH这使人们对化学振荡发生了广泛的兴趣,并发现了一批可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统,这类反应称为B-Z振荡反应。
而水溶液中KBrO3氧化丙二酸CH2(COOH)2的反应是化学振荡反应中最为著名,且研究的最为详细的一例,其催化剂为Ce4+/Ce3+或Mn3+/ Mn2+。
人们曾经对BZ反应做过多方面的探讨,并提出了不少历程来解释BZ振荡反应,其中说服力较强的是KFN历程(即Fidld.Koros及Noyes三姓的简称)。
BZ振荡反应一.实验目的及要求1. 了解Belousov-Zhabotinsli反应的基本原理。
2. 初步理解自然界中普遍存在的非平衡非线性问题。
二.教学提问1.什么是非平衡非线性原理?什么是耗散结构?2.BZ体系由那些物种构成?振荡的控制物种是什么?3.配制溶液过程中,要注意那些问题?4.温度与诱导时间的关系如何?二.实验原理1.自催化反应在给定条件下的反应体系,反应开始后逐渐形成并积累了某种产物或中间体,这些产物具有催化功能,使反应经过一段诱导期后出现大大加速的现象,这种作用称为自(动)催化作用。
其特征之一是存在着初始的诱导期。
大多数自动氧化过程都存在自催化作用。
油脂腐败,橡胶变质以及塑料制品的老化均属于包含链反应的自动氧化过程,反应开始进行很慢,但都被其所产生的自由基所加速。
2.化学振荡有些自催化反应有可能使反应体系中某些物质的浓度随时间(或空间)发生周期性的变化,即发生化学振荡,而化学振荡反应的必要条件之一是该反应必须是自催化反应。
化学振荡现象的发生必须满足如下几个条件:(1)反应必须是敞开体系且远离平衡态,即△r G m 为较负的值。
(2)反应历程中应包含自催化的步骤。
(3)体系中必须能有两个准定态存在。
其净反应是A −−→E。
对这一组微分方程求解得:k2[X]-k3ln[X]+ k2[Y]+ k1[A]ln[Y]=常数这一方程的具体解可用两种方法表示,一种是用[X]和[Y]对t作图,如图1,其浓度随时间呈周期性变化;另一种是以[X]对[Y],得反应轨迹曲线,如图2,为一封闭椭圆曲线。
反应轨迹曲线为封闭曲线,则X和Y的浓度就能沿曲线稳定地周期变化,反应变呈振荡现象。
图1 [X]和[Y]随时间的周期性变化图2 反应轨迹曲线中间产物X、Y(它们同时也是反应物)的浓度的周期性变化可解释为:反应开始时其速率可能并不快,但由于反应(1)生成了X,而X又能自催化反应(1),所以X骤增,随着X的生成,使反应(2)发生。
实验五BZ化学振荡反应实验步骤一、仪器与药品1、BZ反应测试仪1台2、计算机1套3、BZ反应器1个4、超级恒温槽1套5、打印机1台6、铂电极1个7、硫酸亚汞电极1个8、量筒(25ml)4个9、塑料盒1个10、去离子水洗瓶1个11、烧杯(400ml)1个12、0.002mol·dm-3的硫酸铈13、0.225mol·dm-3丙二酸14、0.25mol·dm-3溴酸钾15、1.5mol·dm-3硫酸二、实验步骤1、按图联好仪器,打开超级恒温槽,将温度调节至30℃;2、用量桶量取0.002mol/L的硫酸铈铵25mL,放入恒温槽中恒温;3、将反应器置于电磁搅拌器上,放入磁搅拌子(小心),在反应器在中分别加入0.225mol/L丙二酸溶液、0.125mol/L溴酸钾溶液、1.5mol/L硫酸溶液各25mL,开动电磁搅拌机,搅拌至恒温后(10分钟),将电极引线接面板所示相应的接线柱。
此时打开检测仪的电源开关,启动计算机上面的监测软件,此时整个系统处于等待状态。
4、迅速在反应器中加入已恒温0.002mol/L的硫酸铈铵25mL,按下面板上红色的“启动/暂停”按纽,整个记录系统即可自动的工作。
(中途若需要暂停,可以按下“启动/暂停”按纽,系统处于暂停状态;再次按下则恢复采集。
)5、从加硫酸铈铵开始到体系电压第一次迅速下降之前的这段时间计为诱导期t in,读出诱导期时间t in。
6、当振荡反应结束时,点击监测软件右上角“保存数据”7、以电势变化最尖锐的波峰为起点,连续计5~10个周期,读出振荡周期的平均值t p。
8、从加入硫酸铈铵时开始一直到振荡反应结束称为振荡寿命t l9、将温度升高到40℃时,重复上述实验。
10、倒出反应液,洗净反应器,并用水荡洗铂电极,用蒸馏水冲洗后用滤纸擦干。
三、实验数据及处理结果1、读出诱导期时间t in Array2、以电势变化最尖锐的波峰为起点,连续计5~10个周期,读出振荡周期的平均值t p3、读出振荡寿命t l4、计算不同温度诱导期、振荡平均周期活化能。
bz振荡实验报告
《bz振荡实验报告》
实验目的:通过对bz振荡实验的观察和分析,探究化学反应中的振荡现象,并深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
实验材料和方法:实验中所需材料包括苯乙烯、溴化钾、硫酸、硫酸铁、甲酸和氢氧化钠等化学试剂,以及玻璃容器、计时器和温度计等实验仪器。
实验步骤包括将苯乙烯、溴化钾和硫酸铁依次加入玻璃容器中,然后加入甲酸和氢氧化钠,观察反应过程中的颜色变化和振荡现象,并记录实验数据。
实验结果:在实验过程中,观察到了反应溶液由无色到黄色再到蓝色的变化,同时伴随着溶液的振荡现象,呈现出周期性的颜色变化。
通过记录实验数据,得出了反应物浓度、温度和反应速率等因素对振荡现象的影响规律,从而深入探讨了化学反应动力学的相关知识。
实验结论:通过对bz振荡实验的观察和分析,我们深入了解了化学反应中的振荡现象及其规律,加深了对反应动力学和化学动力学的理解。
这对于进一步研究化学反应机理和应用化学反应于工业生产等方面具有重要意义。
总结:bz振荡实验是一项具有重要意义的化学实验,通过实验我们不仅可以观察到化学反应中的振荡现象,还可以深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
希望通过本次实验报告的分享,能够对化学爱好者和学习者有所帮助,激发大家对化学科学的兴趣和热爱。
BZ震荡反应自动测控系统
徐维清;高卫;孙尔康;潘红兵;刘先昆;徐健健
【期刊名称】《大学化学》
【年(卷),期】2002(017)004
【摘要】介绍了一种自动测量控制系统在物化实验BZ震荡反应中的应用。
与传统的BZ震荡反应实验相比,该系统具有使用方便、精度高、重复性好等优点。
【总页数】2页(P37-38)
【作者】徐维清;高卫;孙尔康;潘红兵;刘先昆;徐健健
【作者单位】南京大学化学化工学院南京 210093;南京大学化学化工学院南京210093;南京大学化学化工学院南京 210093;南京大学应用物理研究所南京210093;南京大学应用物理研究所南京 210093;南京大学应用物理研究所南京210093
【正文语种】中文
【中图分类】O643.1
【相关文献】
1.非平衡化学反应自动测控系统的设计与实现 [J], 张琴;纪圣谋;徐健健
2.反应物、催化剂以及温度对封闭体系BZ振荡反应的影响 [J], 高锦章;刘秀辉;杨武;杨华;任杰;李奇志
3.BZ反应的耦合温度振荡(Ⅰ):BZ反应化学振荡的起振温度阈值 [J], 陈晓楠;罗久里
4.基于课堂演示的BZ振荡反应改进 [J], 伍星宇;陈军(指导教师);;
5.非线性化学反应与质量作用定律--BZ-CSTR反应体系的周期调制 [J], 魏庆莉;李艳妮;侯哲;宋浩;李勇军;陈兰;蔡遵生;赵学庄
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实验八 BZ 振荡反应一、实验目的1.了解BZ 振荡反应的基本原理;体会自催化过程是产生振荡反应的必要条件。
振荡反应的基本原理;体会自催化过程是产生振荡反应的必要条件。
2.初步理解耗散结构系统远离平衡的非线性动力学机制。
初步理解耗散结构系统远离平衡的非线性动力学机制。
3.掌握测定反应系统中电势变化的方法;了解溶液配制要求及反应物投放顺序。
掌握测定反应系统中电势变化的方法;了解溶液配制要求及反应物投放顺序。
二.仪器与试剂:仪器NDM -1电压测量仪;数据采集接口装置;采集接口装置; 计算机;反应器100ml ;SYC -15B 超级恒温水浴;磁力搅拌器;217型甘汞电极; 213型铂电极;型铂电极;药品溴酸钾(GR );硝酸铈铵(AR );丙二酸(AR ); 浓硫酸(AR )三、实验步骤:1.1.用用1.003mol dm -×硫酸作217型甘汞电极液接;型甘汞电极液接;2.2.按图连接好仪器,打开超级恒温水浴,将温度调节至按图连接好仪器,打开超级恒温水浴,将温度调节至30.030.0±±0.10.1℃;℃;℃;3.3.配制配制0.453mol dm -×丙二酸250ml 250ml、、0.253mol dm -×溴化钾250ml 250ml、、3.003mol dm -×硫酸250ml 250ml;在;在0.203mol dm -×硫酸介质中配制33410mol dm --´×的硫酸铈铵250ml 250ml。
4.4.在反应器中加入已配好的丙二酸溶液、溴酸钾溶液、硫酸溶液各在反应器中加入已配好的丙二酸溶液、溴酸钾溶液、硫酸溶液各15ml 15ml;;5.5.打开磁力搅拌器,调节合适速度;打开磁力搅拌器,调节合适速度;打开磁力搅拌器,调节合适速度;6.6.将精密数字电压测量仪置于分辨率为将精密数字电压测量仪置于分辨率为0.1mV 档(即电压测量仪的2V 档),且为“手动”状态,甘汞电极接负极,铂电极接正极;态,甘汞电极接负极,铂电极接正极;7.7.恒温恒温5min 后,加入硫酸铈铵溶液15ml 15ml,观察溶液颜色的变化,同时开始计时并记录相应,观察溶液颜色的变化,同时开始计时并记录相应的变化电势;的变化电势;8.8.电势变化首次到最低时,记下时间电势变化首次到最低时,记下时间t 诱;9.9.用上述方法将温度设置为用上述方法将温度设置为3030℃、℃、℃、353535℃、℃、℃、404040℃、℃、℃、454545℃、℃、℃、505050℃重复实验,并记下℃重复实验,并记下t 诱;10.10.根据根据t 诱与温度数据ln(1/ln(1/)1/t T 诱作图。